JPH10156561A - Method and equipment for laser beam marking, and driving method for liquid crystal element - Google Patents
Method and equipment for laser beam marking, and driving method for liquid crystal elementInfo
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- JPH10156561A JPH10156561A JP8319833A JP31983396A JPH10156561A JP H10156561 A JPH10156561 A JP H10156561A JP 8319833 A JP8319833 A JP 8319833A JP 31983396 A JP31983396 A JP 31983396A JP H10156561 A JPH10156561 A JP H10156561A
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- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は所要の刻印パター
ンが表示された液晶マスク上にレーザビームを走査さ
せ、該液晶マスクを通過したレーザビームによってＩＣ
などの被加工物に前記刻印パターンをマーキングするレ
ーザマーキング方法及び装置に関し、特に前記液晶マス
クの応答速度を向上させるための改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method in which a laser beam is scanned on a liquid crystal mask on which a required marking pattern is displayed, and an IC is formed by the laser beam passing through the liquid crystal mask.
In particular, the present invention relates to an improvement for improving a response speed of the liquid crystal mask.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】】半導
体製造過程において、製造した半導体装置に製品の番号
や識別記号などのマークを刻印する技術として、レーザ
マーカが着目されている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, attention has been paid to a laser marker as a technique for engraving a mark such as a product number or an identification mark on a manufactured semiconductor device.
【０００３】このレーザマーカにおいては、所要の刻印
パターンが表示された液晶マスク上にレーザビームを走
査させ、該液晶マスクを通過したレーザビームによって
ＩＣなどの被加工物上に前記刻印パターンをマーキング
する。In this laser marker, a laser beam is scanned over a liquid crystal mask on which a required marking pattern is displayed, and the laser beam passing through the liquid crystal mask marks the marking pattern on a workpiece such as an IC.
【０００４】従来、液晶マスクを駆動する際には、液晶
マスク回路基板の液晶自体の温度特性、回路基板上の周
辺回路の温度特性などを考慮して、液晶の動作周囲温度
を室温程度に設定するようにしていた。Conventionally, when driving a liquid crystal mask, the operating ambient temperature of the liquid crystal is set to about room temperature in consideration of the temperature characteristics of the liquid crystal itself of the liquid crystal mask circuit board and the temperature characteristics of peripheral circuits on the circuit board. I was trying to do it.
【０００５】このように従来技術では、液晶マスクを室
温程度の動作温度範囲で駆動するようにしていたので、
液晶素子の応答速度が今一つ向上せず、このため、刻印
パターンの切替えの際に時間がかかり、レーザマーキン
グの作業効率が今一つ向上しないという問題があった。
即ち、液晶素子を室温程度の動作温度範囲で駆動した場
合は、高温下に比べ液晶素子の粘度が上がって応答速度
の低下をもたらしていた。As described above, in the prior art, the liquid crystal mask is driven in an operating temperature range of about room temperature.
The response speed of the liquid crystal element is not further improved, so that it takes time to switch the engraving pattern, and there is a problem that the working efficiency of the laser marking is not further improved.
That is, when the liquid crystal element is driven in an operating temperature range of about room temperature, the viscosity of the liquid crystal element increases as compared with a high temperature, resulting in a decrease in response speed.
【０００６】なお、昨今、耐熱特性に優れた液晶素子、
周辺回路が提案されており、液晶マスクの動作温度範囲
を室温以上に上げても、問題のない環境が整いつつあ
る。In recent years, liquid crystal devices having excellent heat resistance have been developed.
Peripheral circuits have been proposed, and even if the operating temperature range of the liquid crystal mask is raised to room temperature or higher, an environment free from problems is being prepared.
【０００７】次に、図８は、５つの異なる温度下での液
晶駆動電圧Ｖと液晶透過率との関係を示すもので、従来
は、液晶マスクを駆動する際、液晶駆動電圧（オン電
圧）Ｖを４０Ｖ程度の電圧Ｖaに設定するようにしてい
た。この図８からも判るように、Ｖa程度の駆動電圧で
は、液晶温度が変化するに対応して液晶透過率が大きく
変化する。この為、従来技術では、温度変化に応じて駆
動電圧Ｖ自体を増減調整することによって、液晶透過率
をできるだけ一定に保持するようにしていた。FIG. 8 shows the relationship between the liquid crystal driving voltage V and the liquid crystal transmittance at five different temperatures. Conventionally, when driving a liquid crystal mask, the liquid crystal driving voltage (ON voltage) is used. V is set to a voltage Va of about 40V. As can be seen from FIG. 8, at a driving voltage of about Va, the liquid crystal transmittance greatly changes in accordance with the change of the liquid crystal temperature. For this reason, in the related art, the liquid crystal transmittance is kept as constant as possible by adjusting the drive voltage V itself according to a temperature change.
【０００８】しかし、このような従来技術による手法で
は、液晶透過率の一定制御にも限界があり、温度変化が
酷な状況下では使用することができない。また、この従
来技術では、透過率一定制御のための回路が余分に必要
になり、コスト及びスペース面でも不利である。[0008] However, in such a conventional technique, there is a limit in the constant control of the liquid crystal transmittance, and it cannot be used in a situation where the temperature change is severe. In addition, this conventional technique requires an extra circuit for constant transmittance control, which is disadvantageous in terms of cost and space.
【０００９】またこの発明では、温度変化が厳しい状況
下でも、常に透過率を一定にすることができる液晶素子
の駆動方法を提供することを目的とする。It is another object of the present invention to provide a method of driving a liquid crystal element which can always keep the transmittance constant even under a severe temperature change.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段及び作用効果】この発明で
は、所要の刻印パターンが表示された液晶マスク上にレ
ーザビームを走査させ、該液晶マスクを通過したレーザ
ビームによって被加工物をマーキングするレーザマーキ
ング装置において、前記液晶マスクを室温より高い所定
の高温状態に維持する温度制御手段と、前記高温状態で
レーザビームによるマーキング動作を行わせる制御手段
とを具えるようにした。According to the present invention, a laser beam is scanned on a liquid crystal mask on which a required engraving pattern is displayed, and a laser beam passing through the liquid crystal mask marks a workpiece. The marking device includes a temperature control means for maintaining the liquid crystal mask at a predetermined high temperature higher than room temperature, and a control means for performing a marking operation by a laser beam in the high temperature state.
【００１１】かかる発明によれば、液晶マスクを室温よ
り高い所定の高温状態に維持してレーザマーキング動作
を行わせるようにしたので、液晶の応答速度が向上し、
これにより刻印パターンの切替えの際の時間が短縮さ
れ、レーザマーキング作業の効率を向上させることがで
きる。また、室温よりもかなり高い高温下に液晶マスク
を維持するようにしたので、外部環境温度（室温）の変
化の影響を受けずに、レーザマーキング作業をなし得、
これにより温度変化を受ける程度の電圧に液晶駆動電圧
を設定した場合でも、液晶透過率に大きな悪影響を与え
ない。According to the invention, since the laser marking operation is performed while maintaining the liquid crystal mask at a predetermined high temperature higher than room temperature, the response speed of the liquid crystal is improved,
As a result, the time for switching the engraving pattern is reduced, and the efficiency of the laser marking operation can be improved. In addition, since the liquid crystal mask is maintained at a high temperature much higher than room temperature, laser marking can be performed without being affected by changes in the external environment temperature (room temperature).
As a result, even when the liquid crystal driving voltage is set to a voltage that undergoes a temperature change, the liquid crystal transmittance is not significantly affected.
【００１２】またこの発明では、液晶を高温状態に維持
するための熱源として、レーザマーカに必須のレーザビ
ーム自体を利用するようにした。In the present invention, a laser beam itself, which is essential for a laser marker, is used as a heat source for maintaining a liquid crystal at a high temperature.
【００１３】このためこの発明によれば、他の液晶温度
上昇のための熱源を別に用意する必要がなくなり、エネ
ルギーの有効利用ができると共に、低コスト、省スペー
ス化を図ることができる。また、熱集中性の良いレーザ
ビームを利用するようにしたので、液晶マスクの表示領
域のみの温度上に寄与し、周囲部品への熱の影響を少な
くすることができる。Therefore, according to the present invention, it is not necessary to separately prepare another heat source for raising the temperature of the liquid crystal, and the energy can be effectively used, and the cost and space can be reduced. In addition, since a laser beam having good heat concentration is used, it contributes to the temperature of only the display area of the liquid crystal mask, and the influence of heat on peripheral components can be reduced.
【００１４】またこの発明では、液晶の温度が変化して
もオン透過率が殆ど変化しない範囲に駆動電圧を設定
し、この設定した駆動電圧によって液晶素子を駆動する
ようにしている。Further, in the present invention, the drive voltage is set in a range in which the ON transmittance hardly changes even if the temperature of the liquid crystal changes, and the liquid crystal element is driven by the set drive voltage.
【００１５】このため、この発明によれば液晶自体の温
度変化あるいは周囲環境温度の変化に対して液晶透過率
の変化が最小限に抑えられ、温度変化が厳しい状況下で
も刻印品質を均一にすることが可能になる。Therefore, according to the present invention, a change in the liquid crystal transmittance with respect to a change in the temperature of the liquid crystal itself or a change in the ambient environment temperature is minimized, and the marking quality is made uniform even under a severe temperature change. It becomes possible.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下この発明の実施例を添付図面
に従って詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１７】図２は、液晶素子の温度と応答時間との関
係を示すもので、この図２からも判るように、液晶素子
の応答時間は室温付近から温度が上昇するに伴って徐々
に小さくなり、所定の温度（この場合は８０゜Ｃ付近）
以上では最小値付近に固定される。本装置では、液晶の
この温度特性を考慮し、常に値Ｔcより小さな応答時間
を得るべく、液晶の動作温度範囲を８０゜Ｃ〜１２０゜
Ｃ程度に高温状態に設定するようにする。FIG. 2 shows the relationship between the temperature of the liquid crystal element and the response time. As can be seen from FIG. 2, the response time of the liquid crystal element gradually decreases as the temperature increases from around room temperature. And a predetermined temperature (in this case, around 80 ° C)
Above is fixed near the minimum value. In this device, in consideration of this temperature characteristic of the liquid crystal, the operating temperature range of the liquid crystal is set to a high temperature of about 80 ° C. to 120 ° C. in order to always obtain a response time smaller than the value Tc.
【００１８】図３は、液晶素子の温度とオフからオンへ
の応答時間との関係および液晶素子の温度とオンからオ
フへの応答時間との関係を示す実験結果であり、オンか
らオフへの応答時間のほうが温度依存性が高いことが判
る。FIG. 3 is an experimental result showing the relationship between the temperature of the liquid crystal element and the response time from off to on, and the relationship between the temperature of the liquid crystal element and the response time from on to off. It can be seen that the response time has higher temperature dependence.
【００１９】図４はこの発明に係るレーザマーキング装
置の全体的な概略的構成を示すものである。FIG. 4 shows the overall schematic configuration of the laser marking device according to the present invention.
【００２０】図４において、YAGレーザなどのレーザ発
振器１から発振されたレーザ光は、光学レンズ２によっ
て整形された後、Ｘ方向偏向器としてのポリゴンミラー
３を介して液晶マスク４に入射される。ポリゴンミラー
３は、この場合、モータ５の回転によってレーザビーム
を液晶マスク４のパターン表示領域６上を図示Ｘ方向に
走査するよう機能し、レーザビームが多面体ミラーの１
面で反射されることによりパターン表示領域上を１主走
査する。In FIG. 4, a laser beam emitted from a laser oscillator 1 such as a YAG laser is shaped by an optical lens 2 and then incident on a liquid crystal mask 4 via a polygon mirror 3 as an X-direction deflector. . In this case, the polygon mirror 3 functions so as to scan the laser beam on the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4 in the X direction in the drawing by the rotation of the motor 5, and the laser beam is applied to one of the polygon mirrors.
One main scan is performed on the pattern display area by being reflected on the surface.
【００２１】液晶マスク４は、高熱に対する耐久性のあ
る高分子液晶マスクであり、パターン表示領域の周囲に
は液晶を駆動するための各種周辺回路（図示せず）が配
置されている。この場合はパターン表示領域６は、電圧
無印加のときにレーザ光散乱状態となり、電圧印加の際
にレーザ光透過状態となる。The liquid crystal mask 4 is a polymer liquid crystal mask having durability against high heat, and various peripheral circuits (not shown) for driving liquid crystal are arranged around the pattern display area. In this case, the pattern display area 6 is in a state of scattering laser light when no voltage is applied, and is in a state of transmitting laser light when voltage is applied.
【００２２】図５(b)は、液晶マスク４のパターン表示
領域６を示すもので、また図５(a)は、マーカコントロ
ーラ１０内の図示しないメモリに記憶された刻印パター
ンを示すものである。すなわち、マーカコントローラ１
０内のメモリには、例えば縦１２８ドット×横２５６ド
ットで構成される刻印パターンが記憶されるようになっ
ており、また、液晶マスク４のパターン表示領域６は例
えば８×２５６ドットのライン状の表示エリアで構成さ
れている。したがって、マーカコントローラ１０内のメ
モリに記憶された刻印パターンは縦に１６分割され、該
分割された各刻印パターンを所定の順番に順次切り換え
て液晶マスク４のパターン表示領域６に表示することに
より、図５(a)に示す表示パターンのマーキングを行
う。FIG. 5 (b) shows the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4, and FIG. 5 (a) shows the marking pattern stored in a memory (not shown) in the marker controller 10. . That is, the marker controller 1
The memory in 0 stores an engraving pattern composed of, for example, 128 dots vertically × 256 dots horizontally, and the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4 has a line shape of, for example, 8 × 256 dots. Of the display area. Therefore, the engraved pattern stored in the memory in the marker controller 10 is vertically divided into 16 and the divided engraved patterns are sequentially switched in a predetermined order and displayed on the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4. The display pattern shown in FIG. 5A is marked.
【００２３】すなわちこの場合には、液晶マスク４のパ
ターン表示領域６は、ポリゴンミラー３によって走査さ
れるレーザビームの１主走査に対応する幅（縦方向）し
か有しておらず、レーザビームの副走査は行われない。
したがって、この実施例の液晶マスク４によれば、マー
キング中はパターン表示領域６に対して常にレーザビー
ムが照射されていることになるので、パターン表示領域
６がレーザビームの複数の主走査に対応する幅を有する
液晶マスクに比べ、パターン表示領域６を高温に維持す
る面で明らかに有利である。That is, in this case, the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4 has only a width (vertical direction) corresponding to one main scan of the laser beam scanned by the polygon mirror 3, and No sub-scan is performed.
Therefore, according to the liquid crystal mask 4 of this embodiment, the pattern display area 6 is always irradiated with the laser beam during the marking, so that the pattern display area 6 corresponds to a plurality of main scans of the laser beam. This is clearly advantageous in that the pattern display area 6 is maintained at a high temperature as compared with a liquid crystal mask having a variable width.
【００２４】次に、図４において、液晶マスク４を通過
したレーザ光は、Ｙ方向偏向器としてのミラー７、レン
ズ８、Ｘ方向偏向器である移動テーブル付きのレンズ９
を介してＩＣ等の被加工物１１に照射され、これにより
液晶マスク４のパターン表示領域６上に表示された刻印
パターンが被加工物１１に刻印される。Ｙ方向偏向器と
してのミラー７はモータ１２によって回転駆動されるこ
とによりレーザ光をＹ方向に偏向し、またＸ方向偏向器
であるレンズ９はモータ１３による移動テーブル１４の
移動によってレーザ光をＸ方向に偏向する。これらミラ
ー７及びレンズ８はレーザビームの被加工物１１に対す
る位置合わせの為に設けられている。Next, in FIG. 4, the laser beam passing through the liquid crystal mask 4 is converted into a mirror 7 as a Y-direction deflector, a lens 8 and a lens 9 with a moving table as an X-direction deflector.
The workpiece 11 such as an IC is radiated through the substrate 11, whereby the marking pattern displayed on the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4 is stamped on the workpiece 11. The mirror 7 as a Y-direction deflector deflects laser light in the Y-direction by being rotationally driven by a motor 12, and the lens 9, which is an X-direction deflector, converts the laser light into X- Deflection in the direction. The mirror 7 and the lens 8 are provided for positioning the laser beam with respect to the workpiece 11.
【００２５】マーカコントローラ１０は、ポリゴンミラ
ー用モータ５、モータ１２およびモータ１３の駆動制御
を行うと共に、レーザ発振器１によるレーザ発振を制御
する。さらに、マーカコントローラ１０は、液晶マスク
４上の刻印パターンの表示切り換え制御を実行する。The marker controller 10 controls the driving of the polygon mirror motor 5, the motor 12 and the motor 13, and controls the laser oscillation by the laser oscillator 1. Further, the marker controller 10 executes display switching control of the engraved pattern on the liquid crystal mask 4.
【００２６】ＩＣ等の被加工物１１は搬送装置１５のス
テージ１６上に載置されており、駆動モータの１７の回
転によって搬送されるようになっている。この場合、搬
送装置１５は、搬送コントローラ１８によって制御され
ている。A workpiece 11 such as an IC is mounted on a stage 16 of a transfer device 15 and is transferred by rotation of a drive motor 17. In this case, the transfer device 15 is controlled by the transfer controller 18.
【００２７】図６は液晶マスク４の温度制御系の構成を
示すもので、この実施例では液晶マスク４のパターン表
示領域６を高温にするための熱源としては、レーザマー
キング用に使うレーザ発振器１を兼用するようにしてい
る。すなわち、エネルギー集中性の良いレーザビームを
熱源として一定速度での走査を行うことにより、図７に
示すように、パターン表示領域６のみを高温状態にする
とともに（周辺部品への熱影響が少ない）、パターン表
示領域６全体を均一な温度で温度制御することができ
る。FIG. 6 shows a structure of a temperature control system of the liquid crystal mask 4. In this embodiment, a laser oscillator 1 used for laser marking is used as a heat source for raising the temperature of the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4. Is also used. That is, by performing scanning at a constant speed using a laser beam having good energy concentration as a heat source, as shown in FIG. 7, only the pattern display area 6 is brought to a high temperature state (there is little thermal influence on peripheral components). The temperature of the entire pattern display area 6 can be controlled at a uniform temperature.
【００２８】液晶マスク４の近傍には、パターン表示領
域６の温度を測定するための温度センサ２０と、パター
ン表示領域を冷却するための冷却ファン２１が配設され
ている。温度センサ２０の検出値は温度コントローラ２
４に入力されており、温度コントローラ２４はこの検出
値を図４のマーカコントローラ１０に出力する。２２
は、リレー、２３は交流電源である。なお、図６のレー
ザビームの経路途中に配設されているシャッタ２５は、
レーザビームを液晶マスク４に照射して液晶マスク４の
温度を上昇させるためのプリヒート動作を行う際、レー
ザビームが被加工物１１に照射されないようにレーザビ
ームを遮断するためのものである。A temperature sensor 20 for measuring the temperature of the pattern display area 6 and a cooling fan 21 for cooling the pattern display area are provided near the liquid crystal mask 4. The detected value of the temperature sensor 20 is the temperature controller 2
4, and the temperature controller 24 outputs the detected value to the marker controller 10 in FIG. 22
Is a relay, and 23 is an AC power supply. The shutter 25 disposed in the middle of the path of the laser beam in FIG.
When a preheating operation is performed to increase the temperature of the liquid crystal mask 4 by irradiating the liquid crystal mask 4 with the laser beam, the laser beam is blocked so that the workpiece 11 is not irradiated with the laser beam.
【００２９】次に、図８は５つの異なる温度下（k,k-2
0,k-40,k-60,k-80゜C）での液晶素子の駆動電圧Ｖと液
晶透過率の関係を示すもので、この実施例では液晶の温
度が変化してもオン透過率が殆ど変化しない程度の高い
電圧Ｖbに液晶駆動電圧を設定し、この設定した駆動電
圧Ｖbによって液晶素子を駆動する。すなわち、ΔＴ1を
Ｖaでの液晶透過率のばらつき幅とし、ΔＴ0を電圧Ｖb
での液晶透過率のばらつき幅とすると、ΔＴ0＜ΔＴ1が
成り立つ領域に液晶のオン電圧を設定するようにする。Next, FIG. 8 shows the results at five different temperatures (k, k-2).
0, k-40, k-60, k-80 ゜ C) shows the relationship between the driving voltage V of the liquid crystal element and the liquid crystal transmittance. In this embodiment, even if the temperature of the liquid crystal changes, the on-transmittance is shown. The liquid crystal driving voltage is set to a high voltage Vb at which the voltage hardly changes, and the liquid crystal element is driven by the set driving voltage Vb. That is, ΔT1 is the variation width of the liquid crystal transmittance at Va, and ΔT0 is the voltage Vb
Assuming that the variation width of the liquid crystal transmittance in the above is set, the ON voltage of the liquid crystal is set in a region where ΔT0 <ΔT1 holds.
【００３０】図９は、６つの異なる液晶温度下（２５゜
Ｃ、６０゜Ｃ、８０゜Ｃ、１００゜Ｃ１１０゜Ｃ、１２
０゜Ｃ）での、液晶素子の駆動電圧Ｖと液晶透過率の関
係を示す実験結果であり、この実験結果によればＶb
は、５０Ｖ〜７０Ｖ程度の値に設定する。FIG. 9 shows the results at six different liquid crystal temperatures (25 ° C., 60 ° C., 80 ° C., 100 ° C. 110 ° C., 12 ° C.).
0 ° C) is an experimental result showing the relationship between the driving voltage V of the liquid crystal element and the liquid crystal transmittance at 0 ° C).
Is set to a value of about 50 V to 70 V.
【００３１】このように本実施例によれば、液晶の温度
が変化してもオン透過率が殆ど変化しない程度の高い電
圧Ｖbに液晶駆動電圧を設定するようにしているので、
液晶自体の温度変化あるいは周囲環境温度の変化に対し
て液晶透過率の変化を最小限に抑えることができ、温度
変化が厳しい状況下でも刻印品質を均一にすることがで
きる。As described above, according to this embodiment, the liquid crystal driving voltage is set to a high voltage Vb such that the on-transmittance hardly changes even if the temperature of the liquid crystal changes.
It is possible to minimize the change in the liquid crystal transmittance with respect to the change in the temperature of the liquid crystal itself or the change in the ambient environment temperature, and to make the marking quality uniform even under a severe temperature change.
【００３２】以下、図１のタイムチャート、図１０およ
び図１１のフローチャートに従ってレーザマーキングの
際の液晶の温度制御に関して説明する。なお、図１０
は、レーザマーキングを行う際の温度制御を全体的に示
すもので、図１１は被加工物１１に対してレーザマーキ
ング動作を実際に行っている最中での温度制御を示すも
のである。Hereinafter, the temperature control of the liquid crystal at the time of laser marking will be described with reference to the time chart of FIG. 1 and the flowcharts of FIG. 10 and FIG. Note that FIG.
FIG. 11 shows the overall temperature control during laser marking, and FIG. 11 shows the temperature control during the actual laser marking operation on the workpiece 11.
【００３３】まず、オペレータは、レーザマーキング動
作を行うに先立ち、ランプを点灯するとともに、自動運
転モードを選択する（ステップ１００、１１０）。自動
運転モードとは、レーザマーカが自動的に運転するモー
ドである。First, prior to performing the laser marking operation, the operator turns on the lamp and selects the automatic operation mode (steps 100 and 110). The automatic operation mode is a mode in which the laser marker operates automatically.
【００３４】自動運転モードが選択されると、マーカコ
ントローラ１０は図６に示したメカシャッタ２５を閉に
してレーザ発振器１から発振されたレーザビームが搬送
装置１５上の被加工物１１に到達しないようにする（ス
テップ１２０、１３０）。When the automatic operation mode is selected, the marker controller 10 closes the mechanical shutter 25 shown in FIG. 6 to prevent the laser beam oscillated from the laser oscillator 1 from reaching the workpiece 11 on the carrier device 15. (Steps 120 and 130).
【００３５】次に、マーカコントローラ１０は、オペレ
ータによって設定されたプレヒート用の刻印条件データ
をロードし（ステップ１４０）、このロードした条件に
従ってレーザ発振器１およびポリゴンミラー用モータ５
を駆動制御してレーザビームを液晶マスク４のパターン
表示領域６に照射することによりパターン表示領域６の
温度を所定の高温温度Ｔua（図１参照、この場合は１１
０゜Ｃ）まで上昇させるプリヒート動作を実行する（ス
テップ１５０、図１のプリヒート期間）。なお、プリヒ
ート動作の際、液晶マスク４のパターン表示領域６は、
レーザビームを透過させない非透過状態にする。このよ
うなプリヒート動作によって液晶温度は徐々に上昇して
いくことになる。Next, the marker controller 10 loads the preheating marking condition data set by the operator (step 140), and according to the loaded conditions, the laser oscillator 1 and the polygon mirror motor 5
Is driven to irradiate a laser beam to the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4 to raise the temperature of the pattern display area 6 to a predetermined high temperature Tua (see FIG. 1, in this case, 11
A preheating operation for raising the temperature to 0 ° C. is performed (step 150, a preheating period in FIG. 1). During the preheating operation, the pattern display area 6 of the liquid crystal mask 4
The laser beam is set to a non-transmission state that does not transmit the laser beam. The liquid crystal temperature gradually rises by such a preheating operation.
【００３６】温度制御コントローラ２４は、温度センサ
２０の検出値によって液晶温度が１１０゜Ｃ以上になっ
たことを検出すると、プリヒート終了信号をマーカコン
トローラ１０に出力する（ステップ１６０）。これによ
り、マーカコントローラ１０はレーザビームを停止さ
せ、さらに前記メカシャッタ２５を開にする（ステップ
１７０、１８０）。そして、マーカコントローラ１０
は、搬送コントローラ１８に対してマーカ待機中信号を
送出する（ステップ１９０）。このマーカ待機中信号
は、レーザマーカ側がいつでもマーキング可能な状態で
あることを示しており、かつ搬送コントローラ１８側か
らのマーキング要求を受け付けることができることを示
している。When the temperature controller 24 detects that the temperature of the liquid crystal has reached 110 ° C. or higher based on the value detected by the temperature sensor 20, it outputs a preheating end signal to the marker controller 10 (step 160). As a result, the marker controller 10 stops the laser beam and opens the mechanical shutter 25 (steps 170 and 180). And the marker controller 10
Sends a marker waiting signal to the transport controller 18 (step 190). This marker waiting signal indicates that the laser marker is ready for marking at any time, and indicates that a marking request from the transport controller 18 can be accepted.
【００３７】なお、このような搬送コントローラ１８側
からのマーキング要求信号の入力待ちの際、温度制御コ
ントローラ２４は温度センサ２０の検出値によって液晶
温度をモニタしており、搬送コントローラ１８側からの
マーキング要求信号の入力が遅れるなどして液晶温度が
下限値Ｔd（図１参照、この場合は８０゜Ｃ）以下にな
った場合には、温度下限警報信号をオンにする（ステッ
プ２１０）。温度下限警報信号がオンになると、マーカ
コントローラ１０はマーカ待機中信号をオフにした後
（ステップ２４０）、手順をステップ１２０に移行させ
て再度プリヒート動作を実行させる。When waiting for the input of a marking request signal from the transport controller 18, the temperature controller 24 monitors the liquid crystal temperature based on the value detected by the temperature sensor 20, and the marking from the transport controller 18 is performed. If the liquid crystal temperature falls below the lower limit value Td (see FIG. 1, in this case, 80 ° C.) due to a delay in the input of the request signal, the temperature lower limit alarm signal is turned on (step 210). When the temperature lower limit alarm signal is turned on, the marker controller 10 turns off the marker waiting signal (step 240), and then shifts the procedure to step 120 to execute the preheating operation again.
【００３８】一方、搬送コントローラ１８からのマーキ
ング要求が入力されると、マーカコントローラ１０は、
レーザ発振器１の発振制御、液晶マスク４上の刻印パタ
ーンの表示切り換え制御、ポリゴンミラー用モータ５、
モータ１２およびモータ１３の駆動制御を行うことによ
り、レーザマーキング動作を実行する（ステップ２２
０）。このレーザマーキング動作の最中にも、温度コン
トローラ２４から温度下限警報信号が入力されると（ス
テップ２３０、通常状態では発生しない）、マーカコン
トローラ１０はマーカ待機中信号をオフにした後（ステ
ップ２４０）、手順をステップ１２０に移行させて再度
プリヒート動作を実行させる。On the other hand, when a marking request is input from the transport controller 18, the marker controller 10
Oscillation control of the laser oscillator 1, control of switching the display of the engraved pattern on the liquid crystal mask 4, motor for polygon mirror 5,
The laser marking operation is executed by controlling the driving of the motor 12 and the motor 13 (step 22).
0). During the laser marking operation, if a temperature lower limit alarm signal is input from the temperature controller 24 (step 230, which does not occur in a normal state), the marker controller 10 turns off the marker waiting signal (step 240). ), The procedure shifts to step 120, and the preheating operation is executed again.
【００３９】また、レーザマーキング中に、液晶温度が
所定の上限値Ｔub（図１参照、この場合は１１５゜Ｃ）
を超えた場合は（図２ステップ３００）、温度コントロ
ーラ２４は、液晶温度が上記上限値Ｔubを下回るまで冷
却ファン２１を駆動する（ステップ３１０）。なお、前
述したように、レーザマーキング中に液晶温度が下限値
Ｔdを下回った場合、温度制御コントローラ２４は温度
下限警報信号をオンにし、この結果マーカコントローラ
１０によってマーカ待機中信号がオフにされる（ステッ
プ３２０〜３４０）。During the laser marking, the liquid crystal temperature is raised to a predetermined upper limit value Tub (see FIG. 1, in this case, 115 ° C.).
(Step 300 in FIG. 2), the temperature controller 24 drives the cooling fan 21 until the liquid crystal temperature falls below the upper limit Tub (step 310). As described above, when the liquid crystal temperature falls below the lower limit value Td during laser marking, the temperature control controller 24 turns on the temperature lower limit alarm signal, and as a result, the marker controller 10 turns off the marker waiting signal. (Steps 320 to 340).
【００４０】なお、実施例では、液晶マスクを高温にす
るための熱源として、レーザマーキング用のレーザ発振
器を利用するようにしたが、他の熱源を用いるようにし
てもよい。In the embodiment, a laser oscillator for laser marking is used as a heat source for raising the temperature of the liquid crystal mask. However, another heat source may be used.
【００４１】また、実施例では、液晶マスクのパターン
表示領域は、レーザ１主走査分に対応する幅を有するも
のとしたが、数本分の主走査線に対応する幅を有するも
のを採用するようにしてもよい。In the embodiment, the pattern display area of the liquid crystal mask has a width corresponding to one main scan of the laser. However, a pattern display area having a width corresponding to several main scan lines is employed. You may do so.
【図１】レーザマーキングを行う際の温度制御を示すタ
イムチャート。FIG. 1 is a time chart showing temperature control when performing laser marking.
【図２】液晶温度と液晶応答時間の関係を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a liquid crystal temperature and a liquid crystal response time.
【図３】液晶温度と液晶応答時間の実験結果を示すグラ
フ。FIG. 3 is a graph showing experimental results of liquid crystal temperature and liquid crystal response time.
【図４】レーザマーキング装置の全体的構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of a laser marking device.
【図５】液晶マスクのパターン表示領域サイズと全刻印
パターンサイズの関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the size of the pattern display area of the liquid crystal mask and the size of the entire engraved pattern.
【図６】液晶マスクの温度制御系の構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a temperature control system of a liquid crystal mask.
【図７】液晶マスクのパターン表示領域の温度分布を示
す図。FIG. 7 is a diagram showing a temperature distribution in a pattern display area of a liquid crystal mask.
【図８】液晶駆動電圧と液晶透過率の関係を液晶温度を
パラメータとして示した図。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a liquid crystal driving voltage and a liquid crystal transmittance using liquid crystal temperature as a parameter.
【図９】液晶駆動電圧と液晶透過率の関係を液晶温度を
パラメータとして示した実験結果を示す図。FIG. 9 is a view showing an experimental result in which a relationship between a liquid crystal driving voltage and a liquid crystal transmittance is shown using liquid crystal temperature as a parameter.
【図１０】レーザマーキングを行う際の温度制御を全体
的に示すフローチャート。FIG. 10 is a flowchart showing overall temperature control when performing laser marking.
【図１１】レーザマーキング動作を実際に行っている最
中での温度制御を示すフローチャート。FIG. 11 is a flowchart illustrating temperature control during the actual laser marking operation.
１…レーザ発振器 ２…光学レンズ ３…ポリゴンミラー ４…液晶マスク ６…パターン表示領域 ７…Ｙ方向偏向器 ９…レンズ １０…マーカコントローラ １１…被加工物 １５…搬送装置 １６…移動ステージ １８…搬送コントローラ ２０…温度センサ ２１…冷却ファン ２２…リレー ２３…電源 ２４…温度コントローラ ２５…メカシャッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser oscillator 2 ... Optical lens 3 ... Polygon mirror 4 ... Liquid crystal mask 6 ... Pattern display area 7 ... Y-direction deflector 9 ... Lens 10 ... Marker controller 11 ... Workpiece 15 ... Transport device 16 ... Moving stage 18 ... Transport Controller 20: Temperature sensor 21: Cooling fan 22: Relay 23: Power supply 24: Temperature controller 25: Mechanical shutter
Claims (9)
ク上にレーザビームを走査させ、該液晶マスクを通過し
たレーザビームによって被加工物をマーキングするレー
ザマーキング方法において、 前記液晶マスクを室温より高い所定の高温状態に維持
し、該高温状態でレーザビームによるマーキング動作を
行わせるようにしたレーザマーキング方法。1. A laser marking method in which a laser beam is scanned on a liquid crystal mask on which a required engraved pattern is displayed, and a workpiece is marked by the laser beam passing through the liquid crystal mask. A laser marking method that maintains a predetermined high temperature state and performs a marking operation with a laser beam in the high temperature state.
ザビームを照射するプリヒート動作を行うことにより、
前記液晶マスクを高温状態にするようにしたことを特徴
とする請求項１記載のレーザマーキング方法。2. A preheating operation for irradiating a laser beam to a liquid crystal mask prior to a marking operation,
2. The laser marking method according to claim 1, wherein the liquid crystal mask is set at a high temperature.
ク上にレーザビームを走査させ、該液晶マスクを通過し
たレーザビームによって被加工物をマーキングするレー
ザマーキング装置において、 前記液晶マスクを室温より高い所定の高温状態に維持す
る温度制御手段と、 前記高温状態でレーザビームによるマーキング動作を行
わせる制御手段と、 を具えるレーザマーキング装置。3. A laser marking apparatus for scanning a laser beam on a liquid crystal mask on which a required engraving pattern is displayed and marking a workpiece with the laser beam passing through the liquid crystal mask, wherein the liquid crystal mask is higher than room temperature. A laser marking apparatus comprising: a temperature control unit that maintains a predetermined high temperature state; and a control unit that performs a marking operation using a laser beam in the high temperature state.
射して液晶マスクを前記高温状態にするプリヒート動作
を行うプリヒート制御手段を具える請求項３記載のレー
ザマーキング装置。4. A laser marking apparatus according to claim 3, wherein said temperature control means includes a preheat control means for performing a preheat operation of irradiating a liquid crystal mask with a laser beam prior to the marking operation to bring said liquid crystal mask into said high temperature state. .
作とマーキング動作の間の時間に、液晶マスクが高温状
態における所定の下限温度を下回ると、前記プリヒート
動作を行うものである請求項４記載のレーザマーキング
装置。5. The laser according to claim 4, wherein said preheating control means performs said preheating operation when the liquid crystal mask falls below a predetermined lower limit temperature in a high temperature state during a time between the marking operations. Marking device.
の上限温度を超えると、液晶マスクがこの上限温度を下
回るまで前記液晶マスク冷却手段を駆動する冷却制御手
段と、 を更に有する請求項５記載のレーザマーキング装置。6. A liquid crystal mask cooling means for cooling the liquid crystal mask, wherein, when a liquid crystal mask exceeds a predetermined upper limit temperature in a high temperature state during a marking operation, the liquid crystal mask cools the liquid crystal mask below the upper limit temperature. The laser marking device according to claim 5, further comprising: a cooling control unit that drives the liquid crystal mask cooling unit.
対して送風する冷却ファンである請求項６記載のレーザ
マーキング装置。7. The laser marking apparatus according to claim 6, wherein said liquid crystal mask cooling means is a cooling fan for blowing air to said liquid crystal mask.
査分に対応する表示領域を有するものであり、 複数の主走査分の刻印パターンを１主走査分単位に分割
し、該分割した刻印パターンを順次切り換えて前記液晶
マスクに表示させる切替え表示制御手段を具える請求項
３記載のレーザマーキング装置。8. The liquid crystal mask has a display area corresponding to one main scanning of a laser beam, and divides a plurality of engraving patterns for main scanning into one main scanning unit. 4. The laser marking apparatus according to claim 3, further comprising a switching display control means for sequentially switching patterns and displaying the patterns on the liquid crystal mask.
変化しない範囲に駆動電圧を設定し、この設定した駆動
電圧によって液晶素子を駆動するようにした液晶素子の
駆動方法。9. A method for driving a liquid crystal element, wherein a driving voltage is set in a range where the on-transmittance hardly changes even when the temperature of the liquid crystal changes, and the liquid crystal element is driven by the set driving voltage.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8319833A JPH10156561A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Method and equipment for laser beam marking, and driving method for liquid crystal element |
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| US09/308,911 US6184917B1 (en) | 1996-11-29 | 1999-07-22 | Laser marking method and apparatus and liquid crystal element driving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8319833A JPH10156561A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Method and equipment for laser beam marking, and driving method for liquid crystal element |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10156561A true JPH10156561A (en) | 1998-06-16 |
Family
ID=18114731
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8319833A Pending JPH10156561A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Method and equipment for laser beam marking, and driving method for liquid crystal element |
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1999
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061003 |